基于智能平板的《高等數學》智慧課堂教學改革探索

徐永，劉敏，曹治清

（成都中醫藥大學 管理學院，四川 成都）

一 引言

隨著互聯網及信息技術的不斷發展，高等教育也日益彰顯出信息化與智能化的趨勢，教育也呈現出新的方式，將信息技術深度融入課堂教學也成為必然。智慧課堂是教師將信息技術融入課堂教學中，為學生構建情境化、互動化的智慧學習環境，引導學生去發現問題、思考問題、創造性地解決問題并最終促進學生智慧成長的新型課堂[1]。智慧課堂在技術手段上和教學過程中與傳統課堂有著本質的不同。傳統課堂由黑板和多媒體設備組成，多媒體可以播放課件、視頻等；而智慧課堂借助信息技術，創設資源豐富和學習工具多樣化的課堂環境。并借助信息技術的支持，智能化地記錄學生的學習過程并分析學生的學習效果。智慧課堂可以以平板電腦為載體，以互聯網共享資源為支撐，課堂通過平板電腦投影實現互動教學，實現課前、課中、課后的智慧化。《高等數學》課程推理多、公式多、計算多，通過平板電腦教學可以實現其課堂的有效互動，從而更能有針對性地教學[2]。

信息技術、智能手機及智能平板的快速發展，使得當前大學生的學習進入了新的平臺，針對傳統教學中《高等數學》教學內容多、公式多、推理多、課堂師生互動少、課后教師無法及時了解學生學習情況、教學評價缺乏個性化等問題，任課教師可創設依托平板電腦技術的《高等數學》智慧課堂的線上線下混合式教學模式，實現課堂的一步步推理、一步步演算、數形結合、音形兼備，為教師和學生精準互動搭建了有力的交流平臺，有助于學生對《高等數學》這門重要的基礎課程知識和內容的掌握，提高學生學習高等數學的效率。

對學生而言，興趣是最好的老師。智慧平板融合智慧教學APP 進入數學課堂，為學生們帶來了新鮮的學習氛圍。依賴信息技術創設各種教學情境，使抽象的數學內容由靜態灌輸變為動態傳輸，活躍了學生思維，激發了學習興趣。與傳統的黑板教學不同，智慧課堂可以多方面展示教學內容，不僅可以播放微課視頻還可以實現智慧點名，PPT 課件手寫演算推導，進行各種形式課堂測驗，在線智能抽取學生提問，課后跟蹤學生學習效果等。與傳統“黑板教學”的“一擦即沒”相比，智慧課堂能夠時時記錄、保存教與學的全過程，不必再擔心板書內容的無法重現，在教學中，教師可根據學生的學習情況方便自如地隨時調整、修改教學計劃，并隨時保存更新自己的電子教案。

二 智慧課堂教學模式的構建

（一） 課前資料推送智能化

高等數學內容多，難度也較大，而且很多學校學時又少，不少學生又覺得學習該門課程枯燥乏味。任課老師完全可以借助最新信息技術和智慧型學習APP 等工具，精心進行高等數學的教學改革設計，充分備課。課前可以給學生上傳教學課件，推送預習任務，通過學生對推送資料的評論反饋及時了解學情。同時任課老師也可以借助平板電腦，錄制高質量的微課視頻，進行課前資料推送，供學生觀看學習。

任課老師也可以收集一些微積分的歷史、數學家的介紹以及高等數學思政教學案例視頻，比如我國古代樸素的微積分思想、第二次數學危機的產生、微積分成果優先權的爭論、洛必達法則背后的故事等，也可以建立和收集高等數學解決實際問題的案例集，進行課前資料的推送，豐富學生的知識面，陶冶學生的情操，培養學生的專研堅韌的意志，提高學生學習高等數學的興趣。任課老師也可以針對課后作業題和高等數學一些重難點知識點，借助平板電腦錄制作業評講視頻和微課視頻，進行課前資料推送，讓學生自主學習。

（二） 課堂教學智能化

任課教師借助轉接頭輕松實現智慧平板與教室的投影連接，實現平板電腦的投影教學，任課老師做好充分豐富的教學設計，實現學生在課堂上主動、合作、探究學習。通過多媒體課件在平板上的演示實現投影教學，教師可以借助激光筆、手寫筆等實現在多媒體課件中邊動態演示、邊動態手寫、邊講解，在Onenote 等多用戶協作工具 App 中實現更生動形象的手寫證明推導、習題評講、畫圖等，使抽象的數學課堂由傳統的課件靜態演示轉變為動態演算傳遞，使教學內容更加生動、形象、具體，活躍了學生思維，加深學生的理解掌握，達到最佳學習效果[3]。比如在用PowerPoint 進行播放講解課件時，任課老師可以直接用手寫筆實現在PowerPoint 中標記、演算推導、畫圖等，還可以切換不同的字體顏色。相較于以往的黑板推導、畫圖等，一方面可以節約時間，另一方面可以提高學生課堂的參與度和主動性。任課老師也可以借助雨課堂工具嵌入到PowerPoint 中，平板電腦登錄雨課堂賬號，實現課堂簽到、同步教學課件到學生手機端、彈幕互動、課堂“舉手”“搶答”“隨機抽選”等，讓學生主動參與，實時反饋等，實現課堂教學的智能化。還可以借助雨課堂設置課堂小測試環節，任課老師能實時掌握學生對當堂課知識的掌握情況，并根據測試情況及時調整教學進度和難度。經過多年的教學實踐，任課老師也可以借助智能學習APP 平臺，進行《高等數學》階段性測試考試，學生提交，系統實時更新成績，減少了任課老師的閱卷工作，激發老師的教學改革熱情。

（三） 課后反饋跟蹤智能化

課后習題是幫助學生學習鞏固、同時檢驗本次課的學習掌握情況。任課老師可以借助智慧型APP 精心設計課后習題，學生在APP 上完成提交。任課老師可以按節設計課后習題，每次課后推送給學生完成，對于選擇題和判斷題等客觀題型，智慧型APP 學習平臺能自動完成批改并實時反饋結果給學生；對于計算題、證明題等主觀題，教師可以提交詳細解析過程的參考答案文檔以及借助平板電腦錄制部分重點作業題目的講評微課視頻，推送給學生，供學生自主核對檢查學習。這樣一方面可以節約課堂教學時間，另一方面也可以從根本上解決傳統教學中作業反饋滯后的問題。

三 智慧課堂下高等數學教學改革分析

（一） 改革課堂教學職能

傳統高等數學課堂教學的主要目標是以講解為主向學生傳授理論知識，改革后的基于信息技術的高等數學智慧課堂教學職能應轉變為對學生課前學習和課后復習內容進行串講答疑，解決學生在學習中遇到的各種問題及難點，課堂教學引入微視頻，增加課堂在線測試，利用平板電腦及智慧型APP 創設智慧課堂環境，積極對學生學習進行引導，跟蹤學生學習情況，激發學生的學習興趣，有助于學生對《高等數學》這門重要的基礎課程知識和內容的掌握，提高學生學習高等數學的效率。

（二） 利用信息技術進行實驗教學

信息技術、智能手機的快速發展，使得當前大學生的學習進入了新的平臺，在信息技術環境下，可以適當增加高等數學實驗課程，借助平板電腦所安裝的MATLAB 軟件即時進行實驗，邊學邊培養學生的實踐操作能力。同時增加一定的數學建模能力培養，利用信息技術查閱文獻，探索利用所學知識建立模型，提高學生利用數學知識解決問題的能力[4]。

（三） 改革形成性評價

基于智能平板的《高等數學》智慧課堂，考核方式也需要加大過程考核的力度。任課教師可以基于課前推送資料的學習痕跡、課中的課堂表現、課后的作業完成情況等，引入形成性評價機制，跟蹤學生各個階段的學習情況，計入最終的綜合成績，培養學生的自主學習能力。

（四） 基于智能平板開展探究式教學

將基于信息技術的智慧課堂與探究式教學進行結合，可以讓學生更加形象地理解實際問題，激發學生利用數學解決問題的興趣。對于復雜的問題，可以借助各種智慧工具進行呈現和展示，開闊學生的眼界，更能方便學生理解和掌握所學內容[5]。

四 智慧課堂教學改革學習效果的評價

（一） 智慧課堂教學模式下課堂參與度的效果評價

本文以2020 級承擔的教學班級為例，隨機選擇2個教學班，把兩個班學生標序，然后利用隨機數表隨機抽取64 位學生，讓學生填寫學習效果評價問卷，最終回收問卷64 份，有效問卷63 份。調查中發現88.89%的學生認為相較于傳統教學模式，智慧課堂教學模式下更能激發學習興趣，有92.06%的學生認為更能吸引課堂注意力，85.71%的學生認為更能提升對知識的理解，87.30%的學生認為更能提升課堂認真程度，見圖1。

圖1 學習效果評價

調查結果表明，智慧課堂教學模式能激發學生的學習興趣，吸引學生的注意力，增加課堂互動，提高學生的課堂參與度，進而提高了學生的技術素養和合作、交流與探索的能力[6]。

智慧型APP 根據學生的學習情況有相應的星級評分，星級介于0～5 之間，定義星級≥4 為高參與度學生，星際≤3 為低參與度學生。為了了解基于智慧課堂的《高等數學》教學模式對學生學習方式和學習態度的影響，根據被調查對象63 名學生的《高等數學》期末理論成績，對參與度的高低與期末理論成績資料進行整理分析，見表1。結果表明，P＜0.01，有顯著性差異，高參與度學生的期末理論成績高于低參與度的學生理論成績，說明基于智慧課堂模式下的教學能提高學生的參與度，進而提高期末理論成績。

表1 高參與度學生與低參與度學生期末理論成績差異性分析

（二） 智慧課堂教學模式下學生理論成績的效果評價

為了了解智慧課堂教學模式對學生理論成績的影響，本文對參與度高低（平均學習星級）與期末理論成績進行相關性分析，見表2。

表2 參與度與期末理論成績相關性分析

平均學習星級與期末理論成績成正相關，相關系數為0.713261，分析結果表明，平均學習星級越高，課程參與度越高，正向影響期末理論成績，學習效果越好。

五 結語

（一） 《高等數學》智慧課堂教學模式的實施效果依賴于系統的教學設計

通過學生對課堂參與度的評價結果的分析可以看出，完善的教學設計下的智慧課堂教學可以從多個角度提高學生的參與度，拓展了師生之間的交流渠道和空間[7]。通過筆者對學生的訪談也得到反饋，智慧課堂的教學效果高于傳統教學。但在教學過程中，任課教師需要在課前、課中、課后有針對性地做好教學設計，提高教學質量。

（二） 課堂參與度是影響智慧課堂教學效果的重要因素

本研究的調查分析結果也表明，學生的平均學習星級與期末理論成績存在統計學意義上的顯著性差異，且成正相關，參與度與學習效果關系緊密，也是智慧型課堂全程教學的關鍵。因此智慧課堂教學要做好教學設計，做好跟蹤反饋，全程調動學生的學習積極性，提高課程參與度。

本文的研究表明，智慧課堂教學優于傳統教學，教育工作者應該與時俱進，轉變傳統觀念，年輕老師要承擔起教育改革的重任，在教學中積極引入信息技術，更好地提升教育教學品質[8]。